Schema di un impianto di biogas. Produciamo biogas con le nostre mani. Senza riscaldamento, ma mescolando

Il costante aumento del costo delle risorse energetiche tradizionali spinge gli artigiani domestici a creare attrezzature fatte in casa che consentano loro di produrre biogas dai rifiuti con le proprie mani. Con questo approccio all'agricoltura è possibile non solo ottenere energia a basso costo per il riscaldamento della casa e altri bisogni, ma anche avviare un processo di riciclaggio dei rifiuti organici e ottenere fertilizzanti gratuiti da applicare successivamente al terreno.

Il biogas prodotto in eccesso, come i fertilizzanti, può essere venduto al valore di mercato ai consumatori interessati, trasformando in denaro ciò che è letteralmente “sotto i tuoi piedi”. I grandi agricoltori possono permettersi di acquistare stazioni di produzione di biogas già pronte e assemblate nelle fabbriche. Il costo di tali apparecchiature è piuttosto elevato. Tuttavia, il rendimento del suo funzionamento corrisponde all’investimento effettuato. Installazioni meno potenti che funzionano secondo lo stesso principio possono essere assemblate da soli con materiali e parti disponibili.

Cos’è il biogas e come si forma?

Dalla lavorazione della biomassa si ottiene il biogas

Il biogas è classificato come combustibile ecologico. Il biogas, per le sue caratteristiche, è per molti aspetti simile al gas naturale prodotto su scala industriale. La tecnologia per la produzione di biogas può essere presentata come segue:

in un contenitore speciale chiamato bioreattore, il processo di lavorazione della biomassa avviene con la partecipazione di batteri anaerobici in condizioni di fermentazione senz'aria per un certo periodo, la cui durata dipende dal volume delle materie prime caricate;
di conseguenza viene rilasciata una miscela di gas composta dal 60% di metano, dal 35% di anidride carbonica, dal 5% di altre sostanze gassose, tra le quali è presente una piccola quantità di idrogeno solforato;
il gas risultante viene costantemente allontanato dal bioreattore e, previa purificazione, viene avviato all'uso previsto;
i rifiuti lavorati, che sono diventati fertilizzanti di alta qualità, vengono periodicamente rimossi dal bioreattore e trasportati nei campi.

Diagramma visivo del processo di produzione di biocarburanti

Per stabilire una produzione continua di biogas a casa, è necessario possedere o avere accesso ad aziende agricole e zootecniche. È economicamente vantaggioso produrre biogas solo se esiste una fonte di approvvigionamento gratuito di letame e altri rifiuti organici derivanti dall'allevamento di animali.

Il riscaldamento a gas rimane il metodo di riscaldamento più affidabile. Puoi saperne di più sulla gassificazione autonoma nel seguente materiale:

Tipi di bioreattori

Gli impianti per la produzione di biogas si differenziano per il tipo di caricamento delle materie prime, raccolta del gas risultante, posizionamento del reattore rispetto alla superficie terrestre e materiale di fabbricazione. Calcestruzzo, mattoni e acciaio sono i materiali più adatti per la costruzione di bioreattori.

In base alla tipologia di carico si distingue tra bioimpianti, nei quali una determinata porzione di materia prima viene caricata e sottoposta ad un ciclo di lavorazione, per poi essere completamente scaricata. La produzione di gas in questi impianti è instabile, ma al loro interno è possibile caricare qualsiasi tipo di materia prima. Di norma, sono verticali e occupano poco spazio.

Giornalmente nell'impianto del secondo tipo viene caricata una parte di rifiuti organici e viene scaricata una uguale parte di fertilizzanti fermentati già pronti. La miscela di lavoro rimane sempre nel reattore. Il cosiddetto impianto di alimentazione continua produce costantemente più biogas ed è molto popolare tra gli agricoltori. Fondamentalmente questi reattori sono posizionati orizzontalmente e sono convenienti se c'è spazio libero sul sito.

Il tipo selezionato di raccolta del biogas determina le caratteristiche di progettazione del reattore.

i sistemi a palloncino sono costituiti da un cilindro in gomma o plastica resistente al calore in cui sono combinati un reattore e un contenitore per il gas. I vantaggi di questo tipo di reattore sono la semplicità di progettazione, carico e scarico delle materie prime, facilità di pulizia e trasporto e basso costo. Gli svantaggi includono una breve durata, 2-5 anni, e la possibilità di danni a causa di influenze esterne. I reattori a palloncino comprendono anche unità a canale, ampiamente utilizzate in Europa per il trattamento dei rifiuti liquidi e delle acque reflue. Questa tomaia in gomma è efficace per alta temperatura ambiente e nessun rischio di danni al cilindro. Il design a cupola fissa ha un reattore completamente chiuso e un serbatoio di compensazione per lo scarico dei liquami. Nella cupola si accumula gas; durante il caricamento della porzione successiva di materia prima, la massa lavorata viene spinta nel serbatoio di compensazione.
I biosistemi con cupola galleggiante sono costituiti da un bioreattore monolitico situato nel sottosuolo e da un contenitore di gas mobile, che galleggia in una speciale sacca d'acqua o direttamente nella materia prima e si solleva sotto l'influenza della pressione del gas. Il vantaggio di una cupola galleggiante è la facilità d'uso e la capacità di determinare la pressione del gas in base all'altezza della cupola. Questa è un'ottima soluzione per una grande azienda agricola.
Quando si sceglie un luogo di installazione sotterraneo o in superficie, è necessario tenere conto della pendenza del terreno, che facilita il carico e lo scarico delle materie prime, un migliore isolamento termico delle strutture sotterranee, che protegge la biomassa dalle variazioni di temperatura giornaliere e rende il processo di fermentazione più stabile.

Il design può essere dotato di dispositivi aggiuntivi per il riscaldamento e la miscelazione delle materie prime.

È redditizio costruire un reattore e utilizzare il biogas?

La costruzione di un impianto di biogas ha i seguenti obiettivi:

produzione di energia a basso costo;
produzione di fertilizzanti facilmente digeribili;
risparmio sulla connessione a costose reti fognarie;
riciclaggio dei rifiuti agricoli;
possibile profitto dalla vendita del gas;
ridurre l’intensità degli odori sgradevoli e migliorare la situazione ambientale della zona.

Grafico della redditività della produzione e dell'utilizzo del biogas

Per valutare i vantaggi della costruzione di un bioreattore, un proprietario prudente dovrebbe considerare i seguenti aspetti:

il costo di un bioimpianto è un investimento a lungo termine;
le apparecchiature per biogas fatte in casa e l'installazione di un reattore senza il coinvolgimento di specialisti di terze parti costeranno molto meno, ma la sua efficienza è anche inferiore a quella di un costoso reattore di fabbrica;
Per mantenere stabile la pressione del gas, l’allevatore deve avere accesso agli escrementi del bestiame in quantità sufficienti e per un lungo periodo di tempo. In caso di prezzi elevati dell'elettricità e del gas naturale o in caso di mancata possibilità di gassificazione, l'utilizzo dell'impianto diventa non solo redditizio, ma anche necessario;
per le grandi aziende agricole che dispongono di una propria base di materie prime, una soluzione redditizia sarebbe quella di includere un bioreattore nel sistema di serre e allevamenti di bestiame;
Per le piccole aziende agricole, l’efficienza può essere aumentata installando diversi piccoli reattori e caricando le materie prime a diversi intervalli di tempo. Ciò eviterà interruzioni nella fornitura di gas dovute alla mancanza di materie prime.

Come costruire un bioreattore da solo

La decisione di costruire è stata presa, ora dobbiamo progettare l'installazione e calcolare materiali necessari, strumenti e attrezzature.

Importante! La resistenza agli ambienti acidi e alcalini aggressivi è il requisito principale per il materiale del bioreattore.

Se è disponibile un serbatoio in metallo, è possibile utilizzarlo purché dotato di rivestimento protettivo contro la corrosione. Quando si sceglie un contenitore metallico, prestare attenzione alla presenza di saldature e alla loro resistenza.

Un'opzione durevole e conveniente è un contenitore in polimero. Questo materiale non marcisce né arrugginisce. Una botte con pareti spesse e dure o rinforzata resisterà perfettamente al carico.

Il modo più economico è stendere un contenitore in mattoni, pietra o blocchi di cemento. Per aumentare la resistenza, le pareti sono rinforzate e rivestite all'interno e all'esterno con un rivestimento impermeabilizzante multistrato e a tenuta di gas. L'intonaco deve contenere additivi che forniscano le proprietà specificate. La forma migliore per resistere a tutti i carichi di pressione è ovale o cilindrica.

Alla base di questo contenitore è presente un foro attraverso il quale verranno rimosse le materie prime di scarto. Questo foro deve essere chiuso ermeticamente, perché il sistema funziona efficacemente solo in condizioni sigillate.

Calcolo degli strumenti e dei materiali necessari

Per disporre un contenitore in mattoni e installare l'intero sistema, saranno necessari i seguenti strumenti e materiali:

contenitore per la miscelazione di malta cementizia o betoniera;
trapano con attacco miscelatore;
pietrisco e sabbia per la costruzione di un cuscino drenante;
pala, metro a nastro, cazzuola, spatola;
mattoni, cemento, acqua, sabbia fine, rinforzo, plastificante e altri additivi necessari;
saldatrice ed elementi di fissaggio per l'installazione di tubi e componenti metallici;
un filtro per l'acqua e un contenitore con trucioli metallici per la purificazione del gas;
bombole per pneumatici o bombole di propano standard per lo stoccaggio del gas.

La dimensione del serbatoio di cemento è determinata dalla quantità di rifiuti organici che compaiono quotidianamente in una fattoria o fattoria privata. Il pieno funzionamento del bioreattore è possibile se viene riempito fino a due terzi del volume disponibile.

Determiniamo il volume del reattore per una piccola fattoria privata: se ci sono 5 mucche, 10 maiali e 40 polli, per ogni giorno della loro attività vitale una cucciolata di 5 x 55 kg + 10 x 4,5 kg + 40 x 0,17 kg = 275 kg + si formano 45 kg + 6,8 kg = 326,8 kg. Per portare il letame di pollo all'umidità richiesta dell'85%, è necessario aggiungere 5 litri di acqua. Peso totale = 331,8 kg. Per una lavorazione in 20 giorni occorrono: 331,8 kg x 20 = 6636 kg - circa 7 mc solo per il sottofondo. Si tratta di due terzi del volume richiesto. Per ottenere il risultato occorrono 7x1,5 = 10,5 metri cubi. Il valore risultante è il volume richiesto del bioreattore.

Ricorda cosa prendere gran numero Il biogas non sarà prodotto in piccoli contenitori. La resa dipende direttamente dalla massa di rifiuti organici trattati nel reattore. Quindi, per ottenere 100 metri cubi di biogas, è necessario trattare una tonnellata di rifiuti organici.

Preparazione del sito per un bioreattore

La miscela organica caricata nel reattore non deve contenere antisettici, detergenti, prodotti chimici, dannoso per la vita dei batteri e rallentando la produzione di biogas.

Importante! Il biogas è infiammabile ed esplosivo.

Per il corretto funzionamento del bioreattore è necessario seguire le stesse regole degli eventuali impianti a gas. Se l'attrezzatura è sigillata e il biogas viene scaricato tempestivamente nel serbatoio del gas, non ci saranno problemi.

Se la pressione del gas supera la norma o si avvelena se il sigillo è rotto, c'è il rischio di esplosione, quindi si consiglia di installare sensori di temperatura e pressione nel reattore. L'inalazione di biogas è pericolosa anche per la salute umana.

Come garantire l'attività della biomassa

Puoi accelerare il processo di fermentazione della biomassa riscaldandola. Di norma, questo problema non si pone nelle regioni meridionali. La temperatura ambiente è sufficiente per l'attivazione naturale dei processi fermentativi. Nelle regioni con condizioni climatiche rigide in inverno, generalmente è impossibile far funzionare un impianto di produzione di biogas senza riscaldamento. Dopotutto, il processo di fermentazione inizia a una temperatura superiore a 38 gradi Celsius.

Esistono diversi modi per organizzare il riscaldamento di un serbatoio di biomassa:

collegare la serpentina posta sotto il reattore al sistema di riscaldamento;
installare resistenze elettriche alla base del contenitore;
fornire il riscaldamento diretto del serbatoio attraverso l'uso di dispositivi di riscaldamento elettrici.

I batteri che influenzano la produzione di metano sono dormienti nelle materie prime stesse. La loro attività aumenta ad un certo livello di temperatura. L'installazione di un sistema di riscaldamento automatizzato garantirà il normale svolgimento del processo. L'automazione accenderà l'apparecchiatura di riscaldamento quando il successivo lotto freddo entrerà nel bioreattore, quindi la spegnerà quando la biomassa si sarà riscaldata al livello di temperatura specificato.

Sistemi simili di controllo della temperatura sono installati nelle caldaie ad acqua calda, quindi possono essere acquistati nei negozi specializzati nella vendita di apparecchiature a gas.

Il diagramma mostra l'intero ciclo, partendo dal caricamento delle materie prime solide e liquide, fino alla rimozione del biogas ai consumatori

È importante notare che è possibile attivare la produzione di biogas in casa miscelando la biomassa in un reattore. A tale scopo viene realizzato un dispositivo strutturalmente simile ad un mixer domestico. Il dispositivo può essere messo in movimento da un albero che esce attraverso un foro situato nel coperchio o nelle pareti del serbatoio.

Quali permessi speciali sono necessari per l'installazione e l'utilizzo del biogas

Per costruire e far funzionare un bioreattore, nonché per utilizzare il gas risultante, è necessario occuparsi dell'ottenimento dei permessi necessari in fase di progettazione. È necessario completare il coordinamento con il servizio gas, i vigili del fuoco e Rostechnadzor. In generale, le regole per l'installazione e il funzionamento sono simili alle regole per l'utilizzo delle apparecchiature a gas convenzionali. La costruzione deve essere eseguita rigorosamente in conformità con gli SNIP, tutte le tubazioni devono essere gialle e avere contrassegni appropriati. I sistemi già pronti fabbricati in fabbrica costano molte volte di più, ma hanno tutti i documenti di accompagnamento e soddisfano tutti i requisiti tecnici. I produttori forniscono una garanzia sulle apparecchiature e forniscono la manutenzione e la riparazione dei loro prodotti.

Un impianto fatto in casa per la produzione di biogas può consentire di risparmiare sui costi energetici, che occupano una quota importante nella determinazione del costo dei prodotti agricoli. La riduzione dei costi di produzione influirà sull'aumento della redditività di un'azienda agricola o di un maso privato. Ora che sai come ottenere biogas dai rifiuti esistenti, non resta che mettere in pratica l’idea. Molti agricoltori hanno imparato da tempo a guadagnare con il letame.

I proprietari di case private situate in regioni con accesso limitato ai combustibili tradizionali dovrebbero sicuramente rivolgere la loro attenzione ai moderni impianti di biogas. Tali unità consentono di ottenere biogas da una varietà di rifiuti organici e di utilizzarlo per esigenze personali, compreso il riscaldamento di locali residenziali.

Il gas può essere ottenuto da quasi tutte le biomasse: rifiuti dell'industria zootecnica, produzione alimentare, agricoltura, fogliame, ecc. Allo stesso tempo, puoi costruire un'installazione del genere con le tue mani.

Per la produzione di biogas sono adatte sia materie prime omogenee che miscele di biomasse diverse. Un impianto di biogas è una struttura volumetrica sigillata dotata di dispositivi per la fornitura di materie prime, il riscaldamento della biomassa, la miscelazione di componenti, lo scarico del biogas risultante in un collettore di gas e, ovviamente, la protezione della struttura.

Nel reattore, sotto l'influenza di batteri anaerobici, avviene una rapida decomposizione della biomassa. Durante la fermentazione delle materie prime biologiche viene rilasciato biogas. Circa il 70% della composizione di tale gas è rappresentato da metano, la restante parte è anidride carbonica.

Il biogas è caratterizzato da un ottimo potere calorifico; non ha odore né colore pronunciati. In termini di proprietà, il biogas non è praticamente in alcun modo inferiore al gas naturale più tradizionale.

Nei paesi sviluppati vengono utilizzati impianti aggiuntivi per purificare il biogas dall’anidride carbonica. Se lo desideri puoi acquistare lo stesso impianto e ottenere biometano puro.

Impianti biogas su silos. 1 fossa silo. 2 Sistema di caricamento della biomassa. 3 Reattore. 4 Reattore di post-fermentazione. 5 Substrato. 6 Impianto di riscaldamento. 7 Centrale elettrica. 8 Sistema di automazione e controllo. 9 Sistema di gasdotti

Confronto del biogas con i combustibili più tradizionali

In media, una mucca o un altro animale del peso di mezza tonnellata è in grado di produrre letame al giorno sufficiente per produrre circa 1,5 m3 di biogas. Letame giornaliero di uno maiale medio può essere trasformato in 0,2 m3 di biogas e un coniglio o un pollo in 0,01-0,02 m3 di carburante.

Per fare un confronto: 1 m3 di biogas derivante dal letame fornisce all'incirca la stessa quantità di energia termica di 3,5 kg di legna da ardere, 1-2 kg di carbone, 9-10 kW/h di elettricità.

La ricetta di miscela più semplice per la produzione di biogas comprende i seguenti componenti:

letame di mucca - circa 1500 kg;
foglie marce o altri rifiuti organici – 3500 kg;
acqua – 65-75% della massa totale dei componenti precedenti. L'acqua deve essere prima riscaldata a circa 35 gradi.

Questa quantità di biomassa sarà sufficiente per produrre biogas per sei mesi di funzionamento con un consumo moderato. In media, il biogas inizia a essere rilasciato entro 1,5-2 settimane dal caricamento della miscela nell'impianto.

Il gas può essere utilizzato per riscaldare una casa e una varietà di edifici commerciali e domestici.

Progettazione di un tipico impianto di biogas

I componenti principali di un impianto biogas completo sono:

reattore;
sistema di approvvigionamento di humus;
agitatori;
sistema di riscaldamento automatizzato a biomassa;
contenitore per gas;
separatore;
parte protettiva.

Un impianto domestico avrà una struttura un po' semplificata, tuttavia, per una completa comprensione, si invita a leggere la descrizione di tutti gli elementi elencati.

Reattore

Questa parte dell'installazione è solitamente assemblata in acciaio inossidabile o cemento. Esternamente, il reattore si presenta come un grande contenitore sigillato, sopra il quale si trova una cupola, solitamente di forma sferica.

Attualmente, i più popolari sono i reattori dal design pieghevole, realizzati utilizzando tecnologie innovative. Un tale reattore può essere facilmente assemblato con le tue mani con un investimento di tempo minimo. Se necessario può essere facilmente smontato e trasportato in un altro luogo.

L'acciaio è conveniente perché puoi facilmente creare dei fori per collegare altri elementi del sistema. Il calcestruzzo è superiore all’acciaio in termini di resistenza e durata.

Sistema di alimentazione della biomassa

Questa parte dell'installazione comprende una tramoggia per la ricezione dei rifiuti, una tubazione di alimentazione per l'approvvigionamento di acqua e una pompa a coclea progettata per inviare l'humus al reattore.

Per caricare il componente secco nella tramoggia viene utilizzato un caricatore frontale. A casa, questa attività può essere eseguita senza caricatore, utilizzando vari strumenti disponibili, ad esempio le pale.

Nella tramoggia la miscela viene umidificata fino allo stato semiliquido. Dopo aver raggiunto il livello di umidità desiderato, la coclea trasferisce la massa semiliquida nel compartimento inferiore del reattore.

Agitatori

La fermentazione dell'humus nel reattore dovrebbe avvenire in modo uniforme. Questa è una delle condizioni più importanti per garantire un rilascio intensivo di biogas dalla miscela. È per ottenere il processo di fermentazione più uniforme della miscela che la progettazione di un tipico impianto di biogas prevede miscelatori con azionamenti elettrici.

Esistono miscelatori di tipo sommergibile e inclinato. I meccanismi sommergibili possono essere abbassati nella biomassa alla profondità richiesta per garantire una miscelazione intensiva e uniforme del substrato. Di solito tali miscelatori sono posizionati su un albero.

L'installazione di miscelatori inclinati viene effettuata sulle superfici laterali del reattore. Un motore elettrico è responsabile della rotazione della coclea nel fermentatore.

Sistema di riscaldamento automatizzato

Per produrre con successo biogas, la temperatura all'interno del sistema deve essere mantenuta a +35-+40 gradi. A tale scopo, nella progettazione sono inclusi sistemi di riscaldamento automatizzati.

La fonte di calore in questo caso è una caldaia per acqua calda; in alcune situazioni vengono utilizzate unità di riscaldamento elettriche.

In questo elemento strutturale viene raccolto il biogas. Molto spesso, il contenitore del gas è posizionato sul tetto del reattore.

La produzione dei moderni serbatoi di gas viene solitamente effettuata utilizzando polivinilcloruro, un materiale resistente alla luce solare e a vari fenomeni naturali avversi.

In alcune situazioni, invece del normale serbatoio del gas, vengono utilizzati sacchetti speciali. Inoltre, questi dispositivi consentono di aumentare temporaneamente il volume del biogas prodotto.

Per realizzare un sacco porta gas viene utilizzato uno speciale cloruro di polivinile con proprietà elastiche, in grado di gonfiarsi all'aumentare del volume del biogas.

Questa parte del sistema è responsabile dell'essiccazione dell'humus di scarto e dell'ottenimento, se necessario, di fertilizzanti di alta qualità.

Il separatore più semplice è costituito da una coclea e da una camera separatore. La camera è realizzata sotto forma di un setaccio. Ciò permette di separare la biomassa in una componente solida ed una parte liquida.

L'humus essiccato viene inviato al compartimento di spedizione. Parte liquida il sistema lo rimanda alla camera ricevente. Qui il liquido viene utilizzato per inumidire la nuova materia prima.

L'impianto biogas fai da te più semplice

Un impianto di biogas domestico avrà una progettazione alquanto semplificata, ma la sua fabbricazione dovrebbe essere affrontata con la massima responsabilità.

Primo passo.

La fossa deve essere sigillata. Rafforzare la base e le pareti con plastica o cemento. Invece, puoi acquistare anelli polimerici già pronti con un fondo solido. Tali dispositivi consentono di garantire la necessaria tenuta del sistema. Il materiale manterrà le sue caratteristiche originali per molti anni e, se necessario, potrai facilmente sostituire il vecchio anello con uno nuovo.

Secondo passo.

Installare un sistema di drenaggio del gas. Ciò ti eviterà la necessità di acquistare e installare agitatori, grazie ai quali il tempo e il denaro spesi per l'assemblaggio dell'installazione saranno significativamente ridotti.

La versione più semplice del sistema di drenaggio del gas sono i tubi fognari fissati verticalmente in cloruro di polivinile con numerosi fori in tutto il corpo.

Selezionare tubi di lunghezza tale che i loro bordi superiori si alzino leggermente sopra il livello superiore dell'humus caricato.

Terzo passo. Coprire lo strato esterno del supporto con pellicola isolante. Grazie alla pellicola si creeranno le condizioni per l'accumulo di biogas sotto la cupola in condizioni di leggera sovrappressione.

Quarto passo.

Installare la cupola e montare il tubo di scarico del gas nel punto più alto.

Il consumo di gas dovrebbe essere regolare. Altrimenti la cupola sopra il contenitore della biomassa potrebbe semplicemente esplodere. In estate la formazione di gas è più intensa che in inverno. Per risolvere quest'ultimo problema, acquistare e installare riscaldatori adeguati.

Procedura e condizioni per un utilizzo efficace di un impianto di biogas

Pertanto non è difficile assemblare da soli un semplice impianto di biogas. Tuttavia, per il suo corretto funzionamento, è necessario ricordare e seguire alcune semplici regole.

Uno dei requisiti più importanti è che la massa organica caricata non contenga sostanze che possano avere un impatto negativo sulla vita dei microrganismi anaerobici. Le inclusioni vietate includono vari tipi di solventi, farmaci antibatterici e altre sostanze simili.

Pertanto, anche il letame e, in linea di principio, quasi tutto ciò di cui in precedenza hai fatto del tuo meglio per sbarazzarti, possono essere utili nella fattoria. Devi solo costruire correttamente un impianto di biogas domestico e molto presto la tua casa sarà calda. Segui i consigli ricevuti e non dovrai più spendere cifre ingenti per il riscaldamento.

Buona fortuna!

Ogni anno sul nostro pianeta le risorse energetiche diventano sempre meno. È per questo motivo che dobbiamo cercare costantemente nuove fonti di energia alternative. Sicuramente, tra qualche tempo il nostro pianeta finirà i giacimenti di petrolio e gas, e quindi il mondo dovrà pensare seriamente all'estrazione (raccolta) e all'uso dei biogas come principale fonte di energia.

Cos'è il biogas? Principi di produzione del biogas

Come già accennato, il biogas è una fonte di energia alternativa. Viene rilasciato durante la fermentazione di vari rifiuti domestici, nonché dei rifiuti espulsi dagli animali (letame).

Questo metodo è stato utilizzato fin dall'antichità in Cina, ma più tardi, secoli dopo, non è stato reclamato e di conseguenza è stato dimenticato.

Produzione di biogas fai da te a casa

Passaggio 1: selezione di un barile

Per prima cosa dobbiamo scegliere un barile adatto in cui conserveremo la “fonte di energia”, cioè, come capisci, rifiuti alimentari e letame.

Passaggio 2: realizzare i fori

Realizziamo fori all'ingresso e all'uscita della canna. Può essere eseguito utilizzando un trapano, ma in questo caso il foro viene realizzato utilizzando un tubo metallico riscaldato.

Passaggio 3: installazione dei tubi

Installiamo i tubi in ingresso e in uscita nei fori che abbiamo realizzato in precedenza. Inseriamo e incolliamo i tubi.

Passaggio 4: creazione e installazione di un supporto per “serbatoio di gas”.

Abbiamo preso un secchio di vernice da 20 litri; questo serbatoio conterrà il gas che estraiamo. Il serbatoio è fissato con una valvola utilizzata dagli idraulici.

Passaggio 5: aggiungere il letame di mucca

Mescolare lo sterco di mucca (5 kg per 50 litri) e aggiungere acqua. Mettilo nel serbatoio.

Passaggio 6: quasi finito

Non riceverai gas per i primi 10-15 giorni, poiché questo tempo è necessario per il completamento di tutti i processi necessari.

Passaggio 7: eliminare l'anidride carbonica

Affinché questo gas possa bruciare, è necessario eliminare l'anidride carbonica. Ciò può essere ottenuto utilizzando un normale filtro, di cui ce ne sono molti nei vari negozi di ferramenta.

Passaggio 8: fatto!

Noterai come il "serbatoio del carburante" si alzerà man mano che si verificano le reazioni chimiche. Successivamente è necessario aprire la valvola e ottenere biogas.

Il biogas può essere utilizzato per diversi scopi. Si sconsiglia l'uso del biogas per cucinare, poiché può alterare negativamente il gusto (se i sapori non vengono rimossi).

Videolezione: Produzione di biogas in casa

Naturalmente il biogas fai da te non è per tutti. Innanzitutto devi essere proprietario di una casa privata. Un'installazione fatta in casa ha dimensioni e opzioni di installazione per le quali le condizioni dell'appartamento non sono assolutamente adatte. In secondo luogo, a casa è possibile solo se è presente una grande quantità di rifiuti organici. E in terzo luogo, forse la cosa più importante, hai bisogno di conoscenza.

Non ha senso inventare un'installazione: tutto è già stato inventato molto tempo fa. Ma per realizzare un'idea già pronta utilizzando disegni già pronti, questo deve essere compreso. Uno strumento, ingegno, comprensione e consapevolezza del design del dispositivo, nonché un desiderio che ti consentirà di non deviare dall'obiettivo prefissato: tutto questo è molto importante.

Riassumiamo:

Posto. Solo cortili privati con superfici fino a 10 mq liberi da edifici e alberi. Vale la pena considerare tali opzioni anche quando in futuro sarà possibile costruire sopra l'impianto stesso un edificio di tipo commerciale o addirittura residenziale.
Materiale. Acciaio inossidabile, mattoni, cemento, tubi (metallo e/o plastica): queste sono le basi. Aggiungiamo gli strumenti a questo elenco: attrezzature per la saldatura, betoniere, utensili per il taglio dei metalli.
Materie prime. La principale fonte di biogas può essere solo la materia organica: letame, rifiuti vegetali, rifiuti di macellazione. Ogni tipo di materia prima produce la propria quantità di biogas di una certa qualità. In ogni caso, devono esserci abbastanza materie prime per aumentare la redditività.
Comprensione e consapevolezza dell'idea. È possibile senza questo: invitato, pagato, ricevuto – perché capire? Ma anche l'impianto più primitivo progettato per la produzione di biogas su piccola scala è costoso e il punto è ottenere tutto ciò di cui hai bisogno in base alle tue forze. Quindi qui devi essere portatore del titolo non detto di “artigiano popolare”.

Molti agricoltori europei sono passati da tempo a questo tipo di carburante alternativo. Il periodo di ammortamento per un biogeneratore è di 3-5 anni, tutto dipende dall'entità del consumo. Ad esempio, i proprietari danesi di mini-fattorie, con un numero di capi di bestiame di soli 50-100 capi, riescono a produrre biogas con i propri impianti, che soddisfa pienamente le esigenze sia dell'edificio residenziale che dell'azienda agricola stessa. Comfort a casa e in fattoria grazie al biogas propria produzione lo percepiscono già come qualcosa di ordinario.

Come funziona

Nell'intero impianto biologico, quasi ogni elemento è importante:

Un serbatoio è un contenitore in cui avviene la fermentazione della biomassa a causa dell'azione dei batteri. Varie misure e da materiali diversi Il serbatoio funge da sorta di padella. Sarebbe più corretto chiamarlo bioreattore. Questa struttura complessa non deve solo ospitare la biomassa per la fermentazione, ma deve anche avere qualità come affidabilità e durata. Un impianto di produzione di biogas non è un edificio riutilizzabile. Devi farlo una volta e solo migliorare il design, altrimenti la redditività scenderà sotto lo zero.
Elementi di collegamento che non devono incidere il gas. Il metano è un gas esplosivo e una scintilla accidentale può portare a conseguenze disastrose.
Sistema di miscelazione in massa delle materie prime. È abbastanza difficile da realizzare in condizioni artigianali, ma altamente desiderabile. La miscelazione regolare migliora la produttività.
Sistema di isolamento del reattore. Un isolamento affidabile e di alta qualità consente di mantenere la temperatura richiesta all'interno del reattore. I batteri possono sopravvivere a basse temperature, ma non sono vitali. E anche se la temperatura all'interno sarà sempre superiore allo zero, deve poter essere mantenuta e controllata.
Il contenitore del gas è un contenitore per lo stoccaggio temporaneo del gas (fino al consumo). In condizioni artigianali è rappresentato da una vasca in acciaio.
Sistema di filtrazione o sistema di filtrazione. Si consiglia di depurare il gas derivante dalla fermentazione dalla CO2.

Le materie prime che entrano nel bioreattore iniziano a fermentare. Il gas rilasciato non è puro. Contiene una percentuale di metano (fino all'80-90%), anidride carbonica (fino al 20-30%), idrogeno (fino al 5-10%). L'agitazione periodica favorisce la frequenza del rilascio del gas. Il gas entra nel serbatoio del gas, quindi attraverso il sistema di filtraggio e quindi nell'unità di consumo (caldaia, forno, ecc.).

Punti salienti

Il biogas può essere ottenuto in casa in diversi volumi e diverse qualità. Alcuni fattori influenzano questo:

Quantità di materie prime. Per il funzionamento continuo del bioreattore è necessario alimentare periodicamente la biomassa al suo interno. La frequenza di alimentazione dipende dalla dimensione del reattore. Le prestazioni elevate si ottengono riempiendo il contenitore al 75%. Un valore inferiore riduce l'efficienza produttiva, così come un carico superiore al 75%.
Origine delle materie prime. Letame o polpa di mais: la differenza è significativa. Di solito iniziano dalla presenza dell'uno o dell'altro tipo di materia prima. Ad esempio, dai grassi animali è possibile ottenere un'enorme quantità di metano di alta qualità, fino a 1500 m3 da una tonnellata di materie prime. Allo stesso tempo, anche il contenuto di metano sarà il massimo possibile, fino al 90%. La produzione di biogas dalle alghe ha valori più bassi, fino a 250-300 m3 per tonnellata.
Frequenza di fornitura delle materie prime. La fermentazione deve essere completata quasi completamente, l'acqua rilasciata deve essere drenata, i residui non fermentati devono essere smaltiti e solo allora è possibile un nuovo apporto di una certa quantità. In condizioni artigianali, questo processo è abbastanza difficile da controllare. Le installazioni industriali sono più avanzate e l'intero processo è controllato automaticamente.
Combinazione di materie prime. Alcuni tipi di biomassa possono completarsi a vicenda, fungendo da catalizzatori per processi chimici all'interno del reattore. Alcuni, al contrario, sono in grado di rallentare la reazione. Ad esempio, la borlanda del grano in combinazione con il letame dà buoni risultati come risultato della combinazione. Mentre i grassi non vengono combinati con quasi nessun altro tipo di materia prima.

La tabella mostra il volume di gas prodotto (in m3) da una tonnellata di materia prima:

Come usare

Il biogas può essere utilizzato in casa in base alla sua quantità e qualità. Di solito si tratta del riscaldamento di edifici annessi o di un edificio residenziale. Con piccoli volumi di gas può essere sufficiente solo riscaldare l'acqua, ma in questo caso è necessario riconsiderare la redditività dell'impianto.

Alcuni artigiani hanno spinto i loro progetti a enormi livelli di produttività e si sono completamente dimenticati del consumo di elettricità e gas naturale governativi.

In ogni caso, attraverso un impianto per la produzione di biogas si realizzano diversi aspetti positivi sia per il consumatore di gas che per l'intera umanità:
passaggio alla produzione a basso costo,
risparmiare denaro,
smaltimento parziale dei rifiuti,

prevenire il riscaldamento globale.

Puoi ottenere una fonte di energia economica da solo, a casa: devi solo assemblare un impianto di biogas. Se comprendi il principio del suo funzionamento e della sua struttura, non è difficile da fare. La miscela che produce contiene una grande quantità di metano (a seconda della materia prima caricata - fino al 70%), quindi ha una vasta gamma di applicazioni.

La ricarica delle bombole delle auto funzionanti a gas come combustibile per il riscaldamento delle caldaie non è un elenco completo di tutti i possibili usi prodotto finito. La nostra storia parla di come installare un impianto di biogas con le proprie mani.

Esistono diversi modelli dell'unità. Quando si sceglie una particolare soluzione ingegneristica, è necessario comprendere quanto sia adatta questa installazione alle condizioni locali. Questo è il criterio principale per valutare la fattibilità dell'installazione. Inoltre, hai le tue capacità, cioè che tipo di materie prime e in quale volume puoi utilizzare, cosa puoi fare con le tue mani.

Il biogas è prodotto dalla decomposizione della materia organica, ma la sua “resa” (in termini volumetrici), e quindi l'efficienza dell'impianto, dipende da cosa esattamente vi viene caricato. La tabella fornisce informazioni rilevanti (dati indicativi), che aiuteranno a determinare la scelta di una specifica soluzione ingegneristica. Sarebbero utili anche alcuni grafici esplicativi.

Opzioni di progettazione

Con caricamento manuale delle materie prime, senza riscaldamento e agitazione

Per uso domestico, questo modello è considerato il più conveniente. Con una capacità del reattore compresa tra 1 e 10 m³, saranno necessari circa 50–220 kg di letame al giorno. Questo è ciò da cui bisogna procedere per decidere la dimensione del contenitore.

L'installazione è installata nel terreno, quindi richiederà una piccola fossa. Una posizione sul sito viene selezionata in base alle sue dimensioni calcolate. La composizione e lo scopo di tutti gli elementi del circuito non sono difficili da comprendere.

Funzionalità di installazione

Dopo aver installato il reattore in cantiere è necessario verificarne la tenuta. Quindi il metallo deve essere verniciato (preferibilmente con una composizione resistente al gelo) e isolato.

La rimozione dei rifiuti avviene in modo naturale, sia durante il processo di riempimento di una nuova porzione, sia quando c'è un eccesso di gas nel reattore con la valvola chiusa. Pertanto la capacità del contenitore per la raccolta dei rifiuti non dovrà essere inferiore a quella di quello funzionante.
Nonostante la semplicità del dispositivo e l'attrattiva per l'assemblaggio fai-da-te, poiché non sono previsti la miscelazione e il riscaldamento della massa, è consigliabile questa opzione di installazione per operare in regioni con clima mite, cioè principalmente nel sud della Russia. Sebbene, con un isolamento termico di alta qualità, in condizioni in cui gli strati d'acqua sotterranei sono profondi, questo design è abbastanza adatto per la zona centrale.

Senza riscaldamento, ma mescolando

Quasi la stessa cosa, solo una piccola modifica che aumenta notevolmente le prestazioni dell'impianto.

Come realizzare un meccanismo? Per chi l'ha assemblato con le proprie mani, ad esempio, questo non è un problema. Nel reattore dovrà essere montato un albero con pale. Pertanto, è necessario installare cuscinetti di supporto. È bene utilizzare una catena come collegamento di trasmissione tra l'albero e la leva.

L'impianto di biogas può essere utilizzato in quasi tutte le regioni, ad eccezione di quelle settentrionali. Ma a differenza del modello precedente, richiede supervisione.

Agitazione + riscaldamento

L'effetto termico sulla biomassa aumenta l'intensità dei processi di decomposizione e fermentazione che si verificano in essa. L'unità di biogas è più versatile nell'uso, poiché può funzionare in due modalità: mesofila e termofila, ovvero nell'intervallo di temperatura (circa) 25 - 65 ºС (vedere i grafici sopra).

Nello schema sopra la caldaia funziona con il gas risultante, sebbene questa non sia l'unica opzione. Il riscaldamento della biomassa può essere effettuato in diversi modi, a seconda di come è più conveniente per il proprietario organizzarlo.

Opzioni automatizzate

La differenza tra questo schema è che è collegato all'installazione. Ciò consente di accumulare riserve di gas anziché utilizzarlo immediatamente per lo scopo previsto. La facilità d'uso è dovuta anche al fatto che quasi tutti i regimi di temperatura sono adatti per la fermentazione intensiva.

Questa installazione è ancora più produttiva. È in grado di trattare fino a 1,3 tonnellate di materie prime al giorno con un volume di reattore simile. Caricamento, miscelazione: la pneumatica è responsabile di questo. Il canale di scarico consente di rimuovere i rifiuti in un bunker per lo stoccaggio a breve termine o in contenitori mobili per la rimozione immediata. Ad esempio, per concimare i campi.

Queste opzioni di impianti di biogas sono difficilmente adatte all’uso domestico. La loro installazione, soprattutto con le proprie mani, è molto più difficile. Ma per una piccola azienda agricola è una buona soluzione.

Impianto biogas meccanizzato

La differenza rispetto ai modelli precedenti sta nel serbatoio aggiuntivo in cui avviene la preparazione preliminare della massa della materia prima.

Il biogas compresso viene immesso nella tramoggia di carico e quindi nel reattore. Viene utilizzato anche per il riscaldamento.

L'unica cosa necessaria quando si assembla una qualsiasi installazione con le proprie mani sono calcoli ingegneristici accurati. Potrebbe essere necessario consultare uno specialista. Altrimenti tutto è abbastanza semplice. Se almeno uno dei lettori si interessa a un'unità di biogas e la installa da solo, l'autore non ha lavorato invano su questo articolo. Buona fortuna!